Ontwerpen Klassendiagrammen. Case 1: Mario Wat zijn de objecten?

Ontwerpen

Klassendiagrammen

Case 1: Mario

Wat zijn de objecten?

Case 1: Mario

Case 1: Mario• Mario• Luigi• Toad1• Toad2• Yoshi Groen• Yoshi Rood• Hamerman 1• Hamerman 2• Hamer 1• Hamer 2• Hamer 3• Munt 1• Munt 2• Munt 3

• Mushroom• Mysterieblok• Rij blokken 1

– Blok1– Etc.

• Rij blokken 2– Blok1– Etc.

• Vloer• Dakje• Platform 1• Platform 2• Platform 3• Platform 4

Onhandig

Case 1: Mario

• Een lijst maken met objecten maken is onhandig– Stel je voor dat je 200 munten hebt in een level!– Wat nou als we ook nog eigenschappen van

objecten willen beschrijven?• Veel objecten zijn (vrijwel) hetzelfde!– Probeer objecten die erg op elkaar lijken onder 1

‘blauwdruk’ samen te nemen!– Dit is een klasse

Klasse• Een klasse beschrijft een blauwdruk van een collectie individuen

(objecten)• Voorbeeld: De klasse mens beschrijft ons allemaal.

– Wij zijn dan de ‘objecten van klasse mens’• Een klasse beschrijft per klasse:

– Attributen: Eigenschappen– Methoden: vaardigheden

• Methoden mens:– Lopen, praten, zitten– Methoden zijn voor elk object identiek

• Attributen mens:– Haarkleur, lengte, gewicht– Attributen hebben voor elk object een andere waarde

Klasse UML syntax

• Syntax zijn de ‘spellingsregels’ van een computertaal.– UML: Hoe hoor je de plaatjes te tekenen

Mens

- haarkleur- lengte- gewicht

- lopen- praten- zitten

Case 1: MarioMunt

- locatie- waarde

Mysterieblok

- locatie- inhoud

- geefprijs

Blok

- locatie

- kapot

Platform

- locatie- hoogte- breedte

Dak

- locatie- breedte- hoogte- schuinheid

Vloer

- locatie- aantal gaten

Hamer

- locatie- snelheid- richting

- kill

Mushroom

- locatie- richting

- opeten

Hamerman

- locatie- hoogte

- lopen- springen- hamergooien- kill

Yoshi

- locatie- kleur- berijder

- Berijden- Steektonguit- Eetop- raakkwijt

Toad

- locatie- Kleur- status

- springen- yoshipakken- Sterven- Stootblok- pakmunt

Luigi

- locatie- status


Mario

- locatie- status


HandigerKan beter

Overerving

• Een kind:– Heeft een lengte, gewicht, haarkleur,

voorkeursspeelgoed– Kan lopen, praten, zitten, spelen, schoolgaan

• Een volwassene:– Heeft een lengte, gewicht, haarkleur, baan– Kan lopen, praten, zitten, stemmen, autorijden

Kind

- haarkleur- Lengte- gewicht- lievelingsspeelgoed

- lopen- praten- zitten- spelen- schoolgaan

Volwassene

- haarkleur- Lengte- gewicht- baan

- lopen- praten- zitten- stemmen- autorijden

Wat valt op (kan handiger)?

Overerving UML syntax

Kind- lievelingsspeelgoed

- schoolgaan- spelen

Volwassene- baan

- stemmen- autorijden

Mens

- haarkleur- lengte- gewicht

- lopen- praten- zitten

• Een mens is óf een kind óf een volwassene

• Een kind is een specifiek soort mens

• Een volwassene is een specifiek soort mens

SuperKlasse ofparent class

Subklasse ofChild class

Overerving theorie

• Overerving: ook wel Generalisatie• Een subklasse heeft alle attributen van zichzelf

en zijn superklasse(n)– Kunnen ook meer zijn (grandfather class)

• Een subklasse heeft alle methoden van zichzelf en zijn superklasse(n)

• Naar ‘beneden’: specificering• Naar ‘boven’: veralgemening

Case 1: MarioSpelelement

Bewegend

Zelfbewegend

VijandSpeler

Mensen Toads

Yoshi

Hamer

Hamerman

Actief

Munt

Platform

Mushroom

Dit is niet af!• Waar moeten de

methoden?• Waar moeten de

attributen?• Er ontbreken klassen• Zie oefenopgave

Klassendiagram: procedure

• Lees de tekst• Zelfstandige Naamwoorden:– Klasse– Attribuut– Niet modelleren

• Werkwoorden– Methoden– Iets anders– Niet modelleren

Case 2: Studeren

Van nieuwe studenten dienen de volgende gegevens ingevoerd te worden: naam, studentcode, geboortedatum en SLB’er.(bij inschrijven krijgt iedere student een docent als SLB’er toegewezen). Studenten hebben een cijferlijst en studeren en maken tentamens.Na iedere periode moeten de cijfers voor de blokken en de toetsdatum ingevoerd worden. Het systeem rekent het gemiddelde van de behaalde cijfers uit.Docenten hebben een naam, geboortedatum en vestiging. Ze berekenen cijfers en beoordelen studenten

Case 2: StuderenZNW:• studenten• gegevens• Naam• geboortedatum• SLB’er• docent• periode• cijfer• blok• toetsdatum• systeem• Gemiddelde• Vestiging

WW:• Invoeren• Inschrijven• Toewijzen• Tentamen maken• Studeren• Hebben• Uitrekenen• Cijfers berekenen• Studenten beoordelen

Watis

wat?

• Student– naam– Geboortedatum– Studentcode– Slb’er– cijferlijst– Inschrijven– Tentamen maken– studeren

• Docent– SLB-studenten– Naam– Geboortedatum– Vestiging– Student beoordelen– Cijfers berekenen

• Resultaat– Cijfer– Toetsdatum– Blok

Case 2: Studeren

Case 2: StuderenPersoon

- naam- geboortedatum

Student

- code- SLB’er- cijferlijst

- Inschrijven- Studeren- Tentamen maken

Docent

- Vestiging- SLB studenten

- Cijfers berekenen- Studenten

beoordelen

Resultaat

- Blok- Toetsdatum- cijfer

Case 1: Mario

Interactie??

Klassendiagram als systeemmodel

• Vorige keer:Een Klassendiagram beschrijft de interactie tussen objecten.

• Hoe leggen we die interactie vast?

Case 1: Mario

Welke objecten interacteren?

Case 1: Mario

• Mysterieblok bevat Mushroom• Speler berijdt Yoshi (parent class!)• Hamerman gooit Hamer• Hamer ‘doodt’ Speler• Speler pakt munt• Etc.

• Hoe modelleren we dat?

Associatie UML syntax

• Als 2 objecten kennis van elkaar hebben ( = met elkaar interacteren) dan hebben ze een associatie.

• Associaties met een superklasse gelden (natuurlijk) ook voor de subklasse.

• Notatie is een lijn.

Speler Yoshi

HamerHamerman

Associatie UML syntax

• Een associatie heeft altijd een beschrijving– Dat is een ‘naam’ met leesrichting (midden) óf– Een rolverdeling aan beide kanten

HamerHamermangooit

Hamer Hamermangooit

HamerSpelerslachtoffer

wapen Yoshi

Speler

berijdt

Case 1: Mario

Kan Mario meerdere Yoshi’s berijden?

Kan een mysterieblok meerdere mushrooms bevatten?Kan een hamerman meerdere hamers gooien?

Multipliciteit UML syntax

• Multipliciteit geeft de hoeveelheden bij een associatie aan:– 1 precies 1– 99 precies 99– 5..55 een waarde tussen de 5 en de 55– * meerdere (=potentieel oneindig veel, kan ook 0)– 4..* 4 of meer

• De multipliciteit geef je aan beide kanten aan

Multipliciteit UML syntax

HamerHamermangooit

Yoshi

Speler

berijdt

*1

• Een Hamerman gooit 0 of meer Hamers• Een hamer wordt gegooid door 1 Hamerman

0..1

0..1

• Een Speler berijdt 0 of 1 Yoshi• Een Yoshi wordt bereden door 0 of 1 speler

Klassendiagram: procedure

• Zelfstandige Naamwoorden:– Klasse– Attribuut– Niet modelleren

• Werkwoorden– Methoden– Iets anders– Niet modelleren

Associatie !

Case 2: Studeren

Van nieuwe studenten dienen de volgende gegevens ingevoerd te worden: naam, studentcode, geboortedatum en SLB’er.(bij inschrijven krijgt iedere student een docent als SLB’er toegewezen). Studenten hebben een cijferlijst en studeren en maken tentamens.Na iedere periode moeten de cijfers voor de blokken en de toetsdatum ingevoerd worden. Het systeem rekent het gemiddelde van de behaalde cijfers uit.Docenten hebben een naam, geboortedatum en vestiging. Ze berekenen cijfers en beoordelen studenten

Case 2: StuderenZNW:• studenten• gegevens• Naam• geboortedatum• SLB’er• docent• periode• cijfer• blok• toetsdatum• systeem• Gemiddelde• Vestiging

WW:• Invoeren• Inschrijven• Toewijzen• Tentamen maken• Studeren• Hebben• Uitrekenen• Cijfers berekenen• Studenten beoordelen

• Student– naam– Geboortedatum– Studentcode– Slb’er– cijferlijst– Inschrijven– Tentamen maken– studeren

• Docent– SLB-studenten– Naam– Geboortedatum– Vestiging– Student beoordelen– Cijfers berekenen

• Resultaat– Cijfer– Toetsdatum– Blok

Case 2: Studeren

Case 2: StuderenPersoon

- naam- geboortedatum

Student

- Code- cijferlijst


Docent

- Vestiging


beoordelen

Resultaat

- Blok- Toetsdatum- cijfer

Bepaalt

beoordeelt

Behaalt

Eerstejaars

SLB’er

*

* 1

1..*

1

*

*1

Associaties: afspraken

• Associaties kunnen ook ‘naar zichzelf’. Dat heet een unaire associatie.– Een student heeft 2 of meer vrienden– Een docent is baas van meerdere andere docenten

• Iedere klasse heeft minstens 1 associatie• Als een klasse verwijst naar een object van

een klasse die ook in je diagram staat, is dat nooit een attribuut, maar altijd een associatie

1

*

Is baas van

Docent



beoordelen

Docent



beoordelenXStudent



2..*

2..*

is vriend van

Case 3: Kebab

DönerKings is een grote keten kebab-bakkers. Ieder filiaal heeft minimaal 2 werknemers met een bepaald salaris en een naam. Ze worden ingehuurd om te bakken, verkopen en broodjes te vullen. Sommige werknemers geven leiding aan 2 andere werknemers. Je kan verschillende bazen hebben. Filialen verkopen broodjes en Turkse pizza’s; van beide weten we de kostprijs. Van broodjes weten we de inhoud (Kip of Kalf) en van pizza’s de doorsnede. Beide kunnen ze bakken. Soms breiden filialen uit. Ze nemen dan meer werknemers in dienst. Broodjes en pizza’s bevatten altijd 3 ingrediënten. Van ingrediënten weten we de houdbaarheidsdatum. Soms verrotten ze. Oh ja! Filialen hebben een adres en eigenaar. Dat is 1 van de medewerkers.

Case 3: Kebab

DönerKings is een grote keten kebab-bakkers. Ieder filiaal heeft minimaal 2 werknemers met een bepaald salaris en een naam. Ze worden ingehuurd om te bakken, verkopen en broodjes te vullen. Sommige werknemers geven leiding aan 2 andere werknemers. Je kan verschillende bazen hebben. Filialen verkopen broodjes en Turkse pizza’s; van beide weten we de kostprijs. Van broodjes weten we de inhoud (Kip of Kalf) en van pizza’s de doorsnede. Beide kunnen bakken. Soms breiden filialen uit. Ze nemen dan meer werknemers in dienst. Broodjes en pizza’s bevatten altijd 3 ingrediënten. Van ingrediënten weten we de houdbaarheidsdatum. Soms verrotten ze. Oh ja! Filialen hebben een adres en eigenaar. Dat is 1 van de medewerkers.

Case 3: Kebab• DönerKings• Keten• Kebab-bakkers• Filiaal• Werknemers• Salaris• Naam• Broodjes• Bazen• Turkse Pizza’s• Kostprijs• Inhoud• Kip• Kalf• Pizza’s• Doorsnede• Beide• Ingrediënten• Houdbaarheidsdatum• Adres• Eigenaar

Eerst synoniemen identificeren en overbodige woorden eruit

Case 3: Kebab• DönerKings• Keten• Kebab-bakkers = filialen• Werknemers• Salaris• Naam• Broodjes• Bazen• Turkse Pizza’s = pizza’s• Kostprijs• Inhoud• Kip• Kalf• Doorsnede• Beide• Ingrediënten• Houdbaarheidsdatum• Adres• Eigenaar

KlantnaamUitleg klantsynoniem

Onderdeel van werkwoordsynoniem

Mogelijke optie voor attribuutMogelijke optie voor attribuut

Taalconstructie (wel hint!)

Nu enkelvoud en ordenen…

Case 3: Kebab• Filiaal

– Adres– Eigenaar

• Werknemer– Salaris– Naam– Ondergeschikten

• Product– Kostprijs

• Broodje– Inhoud

• Turkse Pizza– Doorsnede

• Ingrediënt– Houdbaarheidsdatum

Superklasse!

Verwijst naar klasse in diagram (Associatie)


– Adres• Werknemers

– Salaris– Naam

• Product– Kostprijs



• Ingrediënt– Houdbaarheidsdatum

• Heeft werknemers = inhuren• Bakken• Verkopen• Broodjes vullen• Geven leiding = bazen hebben• Verkopen• Weten• Bakken• Uitbreiden• In dienst nemen• Hebben• Verrotten• Bevatten

Verschillend?


– Adres– Uitbreiden– In dienst nemen

• Werknemers– Salaris– Naam– Bakken– Verkopen– Broodjes vullen

• Product– Kostprijs– Bakken



• Ingrediënt– Houdbaarheidsdatum– Verrotten

• Associaties:– Werknemer filiaal

• Inhuren• Eigenaar

– Werknemer werknemer• Leiding geven

– Filiaal Product• Verkopen

– Product Ingrediënt• bevatten

Product- Kostprijs

- Bakken

Turkse Pizza- Doorsnede

Broodje- Inhoud

Case 3: KebabWerknemer

- Naam- Salaris

- Bakken- Verkopen- Broodjes Vullen

Filiaal

- Adres

- Uitbreiden- In dienst nemen

Ingrediënt- Houdb. datum

- Verrotten

verkoopt

eigenaar

Bevat

huurt in

*

2..*

*

1..*

1

*

* 3

eigendom

2

1

Twijfel…

Let op!!!(ook *?)

Let op!!!Dit is fout

Baas van

In beperking schuilt de meester…

• Een Hamerman gooit meerdere Hamers• Een hamer wordt gegooid door 1 Hamerman• Maar…

– Is het voor een Hamer interessant wie hem heeft gegooid?– Is het voor een Hamerman interessant welke hamers hij

gooit?

HamerHamermangooit1 *

Navigabiliteit: UML syntax

• Een associatie heeft een richting. Dat noemen we de navigabiliteit.– Welke klasse ‘heeft kennis van’ de andere klasse bij een

associatie.• Als je kennis van een klasse hebt kun je daarvan methoden

‘aanroepen’ (= gebruiken).

– Dit is iets anders dan de leesrichting– Tekenen door middel van pijlen en kruisen

HamerHamermangooit1 *

De Hamerman heeft Kennis van de HamerDe Hamer heeft geen kennis van de Hamerman

Navigabiliteit: UML syntax

• Er zijn meerdere navigabiliteitsopties– Bi-directioneel– Uni-directioneel– Undefined

• Maar die mag eigenlijk niet

• Regels– Minstens 1 kant navigeerbaar

(anders geen associatie)– Zo min mogelijk navigeerbaar

• Zie Workshop 4

A

A

BA

A B

B

B

Bi-directioneel

Uni-directioneelene kant

Uni-directioneelandere kant

Links ‘Undefined’

Case 1: Mario

• Geef de navigabiliteit:

MysterieblokMushroomZit in

Yoshi

Speler

berijdt

0..1 1

0..1

0..1

MysterieblokMushroomZit in

Yoshi

Speler

berijdt

0..1 1

0..1

0..1

Navigabiliteit unaire associatie

• Wat is de navigabiliteit van ‘is vriend van’– Je bent altijd vriend van elkaar• Dus bi-directioneel?

Student



2..*

2..*

is vriend van

• Antwoord: NEE, Unidirectioneel• Anders ‘2x opslaan’• ‘Ik heb jou als vriend’• ‘Ik ben van jou een vriend’

• Regel: Bij gelijkwaardige unaire associatie (vrienden, buren, broer-zus, etc) altijd uni-directioneel

X

Navigabiliteit unaire associatie

• Wat is de navigabiliteit van ‘is baas van’– Ongelijkwaardige relatie• Dus uni-directioneel?

Medewerker

- Naam- Salaris- Geboortedatum

- Werken- Luieren- Zeiken

0..1

*

Is baas van

• Antwoord: NEE, het kan beide• Als je weet wie je baas is en je baas weet dat jij

zijn ondergeschikte bent: bi-directioneel• Als 1 van beide dat niet weet dan uni-directioneel• Regel: bij ongelijkwaardige associatie: beide kan

NeusGezicht

Compositie

Afhankelijkheids-associaties

• Soms is een klasse afhankelijk van een andere klasse.– Meestal is dat een deel-geheel relatie.– De navigabiliteit is vrijwel altijd van ‘geheel’ naar

‘deel’• Het ‘deel’ wordt geheel gestuurd door het ‘geheel’

– Er zijn 2 varianten:

RandapparatuurComputer

Aggregaat

Aggregaat

• Het geheel (het aggregaat) ‘bestuurt’ het deel• Regels:– Het aggregaat kan soms bestaan zonder zijn delen,

soms niet• Het aggregaat is altijd ‘incompleet’ als een deel mist

– De delen kunnen horen bij meerdere aggregaten– De delen kunnen bestaan zonder aggregaat

RandapparatuurComputer * 0..3

RandapparatuurComputer RandapparatuurComputer * 0..3

Kassa 0..1 *

Geen naam!!

Compositie

• Het geheel (de compositie) ‘bezit’ het deel.• Regels:

– Een compositie kan soms bestaan zonder zijn delen, soms niet• Een compositie is altijd ‘incompleet’ als een deel mist

– Een deel kan niet bestaan zonder de compositie– Een deel hoort maar bij 1 compositie– Een deel wordt gemaakt en verwijderd door zijn compositie– Als de compositie verdwijnt moeten ook alle delen verdwijnen

of over ‘gegeven worden’ aan andere compositie

NeusGezicht1 1

Altijd 1 !!

NeusGezicht NeusGezicht Vliegtuig1 1 1 1X

Case 4: De bank

Een bank heeft een naam en een beurswaarde. Een bank bestaat uit klanten en filialen, van klanten weten we een naam en adres, van filialen een locatie en omzet. Een filiaal bestaat uit medewerkers met een naam en salaris.

Case 4: De bank

• Bank– Naam– Beurswaarde

• Filiaal– Locatie– Omzet

• Persoon– Naam

• Klant– Adres

• Medewerker– salaris

• Aggregaten– Bank bestaat uit

klanten– Filiaal bestaat uit

medewerkers• Composities– Bank bestaat uit

Filialen• Associaties

Case 4: De bankBank

- Naam- Beurswaarde

**

Filiaal

- Locatie- Omzet

Persoon

- Naam

Medewerker

- Salaris

Klant

- Adres

*1

*

1

Case 5: Beestenboel

Alle dieren kunnen bewegen en ademen. Dieren zijn ofwel katachtigen ofwel reptielen. Alle amfibieën hebben een aantal schubben, leggen eieren, alle katachtigen hebben een aantal kinderen en geven melk. Reptielen zijn ofwel een slang, ofwel een hagedis, ofwel een dinosaurus. De familie katachtigen bestaat uit tijgers en huiskatten.

Case 5: Beestenboel

Huiskat Tijger Slang Hagedis

Katachtige

- Aantal Kinderen

- Melk geven

Reptiel

- Aantal Schubben

- Eieren Leggen

Dier

- Ademen- Bewegen

Dinosaurus

Case 5: Beestenboel

Katachtige

?

Abstracte Klasse: UML Syntax

• Sommigen klassen zijn niet bedoeld om een object van te maken– Het is slechts aan handig instrument om

gemeenschappelijkheid te modelleren• Dit heet een abstracte klasse– In UML: klasse naam cursief– Van een abstracte klasse mag je geen

object maken

Katachtige

- Aantal Kinderen

- Melk geven

Case 5: Beestenboel (uitbreiding)

Verschillende dieren bewegen totaal verschillend. Reptielen bewegen in principe ‘laag bij de gronds’, behalve slangen, die kruipen. Katachtigen bewegen ‘erg lichtvoetig’

Uitwerking methodes

• We zagen al in Case 3 (Kebab) dat er in een tekst soms mogelijke waarden van een attribuut gegeven worden (inhoud is kip of kalf).

• Soms heb je dit ook met methoden. De bijbehorende uitleg geeft aan in welke (sub- of super)klasse een bepaalde methode thuishoort– In superklasse: overerving– In superklasse: abstracte methode– Evengoed ook in kindklasse: polymorphisme

Abstracte Methode: UML Syntax

• “Verschillende dieren bewegen totaal verschillend”– De superklasse ‘Dier’ heeft geen idee hoe de

invulling van de methode eruit ziet• Immers, alle subklasses hebben een totaal

verschillende implementatie.

– Wel weten we dat iedere subklasse kan bewegen• Dit heet een Abstracte Methode.

– Iedere subklasse moet deze methode verplicht hebben• Of weer abstract doorgeven naar lagere subklassen

– Kan alleen in abstracte klasse!– UML: methodenaam cursief

Dier

- Ademen- Bewegen

Beide Abstract!!

Polymorphisme

• “Reptielen bewegen in principe ‘laag bij de gronds’, behalve slangen, die kruipen”

• Als het merendeel van de subklassen eenzelfde implementatie van een methode heeft, plaats je die in de superklasse– De afwijkende subklassen overschrijven die

methode dan met een eigen variant.– Dit heet polymorphisme– UML: gewoon de methode in de subklasse nog

eens opnemen

Polymorphisme

Slang

- bewegen

Hagedis

Reptiel

- Aantal Schubben

- Eieren Leggen- Bewegen

Dinosaurus

Polymorphisme!!

Standaard Methode

Detail-afwijking

Case 5: Beestenboel

Huiskat Tijger Slang

- Bewegen

Hagedis

Katachtige

- Aantal Kinderen

- Melk geven- Bewegen

Reptiel

- Aantal Schubben

- Eieren Leggen- Bewegen

Dier

- Ademen- Bewegen

Dinosaurus

Herhaling

• Associaties hebben een richting: de navigabiliteit– Dat kan uni- of bi-directioneel– Let hiermee op bij unaire associaties

• Er bestaan afhankelijkheidsrelaties– Aggregaat: Deel / geheel, waarbij het deel los kan bestaan– Compositie: Deel / geheel, waarbij het deel NIET los kan

bestaan• Van een abstracte klasse kan geen object gemaakt worden• Een abstracte methode moet door alle subklassen worden

geïmplementeerd• Als een subklasse een standaard methode van een

superklasse overschrijft heet dat polymorphisme

Types: UML syntax

• In de meeste programmeertalen hebben attributen, parameters (variabelen), en methoden een bepaald type.– Deze leg je bij het ontwerp vaak al vast…– … en zie je dus al in het klassendiagram– De syntax is (methode / variabele)naam : type

Katachtige

- aantalKids : int

- geefMelk (minuten: int) : int- bewegen (afstand : double)

Geen void!!

Encapsulatie

• Als klassen met elkaar een associatie hebben kunnen ze elkaars attributen aanpassen en elkaars methoden gebruiken.

• Het proces van toegang reguleren heet encapsulatie

Mario

- levens : int

- spring()- gaDood()- pakItem(deze: Item)

Spel

- Score : int

- nieuwPunt(punt: int)

1 1

Is deelnemer bij

Mag Mario deze aanpassen?

Mag Spel deze methode gebruiken??

Mag Spel deze aanpassen??

Encapsulatie: UML syntax

• Een attribuut of methode is public:– Het element kan door elke geassocieerde klasse aangeroepen

of aangepast worden– Syntax ‘+’

• Een attribuut of methode is private:– Het element kan alleen door methoden van de eigen klasse

aangeroepen of aangepast worden– Syntax ‘-’

• Regel: zoveel mogelijk private (zie straks)– In ieder geval alle attributen

• Een klasse zonder ‘public’s’ is onnuttig.

Encapsulatie: UML syntax

Mario

- levens : int

- spring()+ gaDood()- pakItem(deze: Item)

Spel

- score : int

+ nieuwPunt(punt: int)

1 1

Is deelnemer bij

Kwaliteit van ontwerp

• Een systeemontwerp– Is onderdeel van een ontwikkelingscyclus (WS 1)– Dient als input bij het maken van ‘code’

• Het is belangrijk dat al bij het ontwerp kwalitatief goede keuzes worden gemaakt.

Ontwerp

Kwaliteitsdoelen

• Software wordt niet 1 keer geschreven en daarna nooit meer veranderd (zoals een boek)

• Software wordt uitgebreid, aangepast, geupdate, onderhouden, gecorrigeerd, geport.

• Dit wordt gedaan door verschillende mensen gedaan op verschillende momenten– Vaak veel mensen– Vaak over een lange tijd

• Dit gegeven moet worden ondersteund.

Kwaliteitsdoelen

• Begrijpelijkheid (understandability):– Iedere vakman moet binnen afzienbare

tijd begrijpen hoe het systeem in elkaar zit

• Uitbreidbaarheid (Expandability):– Het systeem moet makkelijk voorzien

kunnen worden van nieuwe functionaliteit

• Aanpasbaarheid (adaptability):– Het systeem moet makkelijk aangepast

kunnen worden aan veranderde omstandigheden

BegrijpelijkheidUitbreidbaarheidAanpasbaarheid

Doelen

Kwaliteitscriteria

• Een Klasse verricht alle taken die de naam doet vermoeden– Naamgeving is dus belangrijk!

• Dit heet compleetheid (Completeness).– Doel: hoog


Doelen

Compleetheid Criteria

Bankrekening

- tegoed : double

+ opnemen() : double

Bankrekening

- tegoed : double

+ opnemen() : double+ storten(bedrag : double)

Kwaliteitscriteria

• Een klasse verricht alleen de taken die de naam doet vermoeden.– Naamgeving is dus belangrijk

• Dit heet uitsluitendheid (sufficiency)– Doel hoog


Doelen

CompleetheidUitsluitendheid

Criteria

Bankrekening

- tegoed : double


CreditCard

+ check() : double

- credit : double

Verzekering- bedrag : double

+ check() : double

Bankrekening

- tegoed : double- VerzekeringsBedrag: double- credit : double

+ opnemen() : double+ storten(bedrag : double)+ checkVerzekering() : double+ checkCreditCard() : double

Kwaliteitscriteria

• Een klasse biedt slechts een enkele manier om iets te doen

• Dit heet primitiefheid (primitiveness).– Doel: hoog


Doelen


Primitiefheid

Criteria

Bankrekening

- tegoed : double

+ opnemen() : double+ storten(bedrag : double)+ stortGrootBedrag(bedrag : double)+ meerStortingen(bedragen : double[])

Bankrekening

- tegoed : double


X

Kwaliteitscriteria

• Een Klasse modelleert slechts 1 logische taak en alle methoden ondersteunen dat doel.– Zo’n klasse is makkelijk te

begrijpen en hergebruiken• Dit heet cohesie (cohesion)– Doel: hoog

• Ook bij methoden kan je spreken van cohesie


Doelen


PrimitiefheidCohesie

Criteria

Kwaliteitscriteria

• Ultiem voorbeeld van lage cohesie:– Een klasse regelt feitelijk alles,

alle andere klassen hebben weinig verantwoordelijkheid

– ‘god-class’


Doelen



Criteria

Spel

- score : int- status : GameState

+ nieuwPunt(punt: int)+ pauze()+ hervat()+ stopVijanden()+ startVijanden()+ beweegMario()+ checkMarioLevend()+ maakYoshiWild()+ vulMysterieBlokken()+ spuugUitMushroom()

• Indicatie van lage cohesie:– Grote classes– Het diagram is een ‘ster’– Veel public methoden

• Er moet toch gecommuniceerd worden…

– Acties en namen van andere klassen in methode-namen

Kwaliteitscriteria

• Een klasse heeft zo weinig mogelijk ‘kennis’ nodig van andere klassen– Dit is gebruik van methoden

• Als klassen veel van elkaar weten (en dus gebruiken) moeten bij aanpassing van 1 klasse veel andere ook worden aangepast.

• Dit heet koppeling (coupling)– Doel laag


Doelen



Koppeling

Criteria

Kwaliteitscriteria

• Indicaties van koppeling:– Veel associaties

• Kennelijk gebruiken de klassen elkaar

– Veel bi-directionele associaties• Kennelijk gebruiken deze klassen elkaar

– Methoden als:get<AndereKlasse>()• Kennelijk geeft deze klasse kennis van een

klasse door naar een andere klasse

– Veel public’s• Kennelijk worden veel methoden door

andere klassen gebruikt.


Doelen



Koppeling

Criteria

Kwaliteitscriteria

• Bij een eenvoudig systeem zijn de kwaliteitscriteria relatief makkelijk te behalen.

• Bij complexere systemen wordt dit lastiger– Bij een grafische interface:

• Hier gebeurt input (knoppen)• Hier gebeurt output (bv. PopUp)• Bi-directionele koppeling naar andere klassen ligt

op de loer

– Bij een spel:• Een spel kan pauzeren• Een spel moet resultaten verwerken (gewonnen /

verloren)• ‘God-class’ lig op de loer (=lage cohesie)


Doelen



Koppeling

Criteria

Kwaliteitsmethodiek

• Aan de criteria kan je het beste voldoen door je steeds af te vragen:– Heb ik de verantwoordelijkheden goed

verdeeld?– Is dit inderdaad de

verantwoordelijkheid van deze klasse?• Dit heet Responsibility Driven Design

(RDD).• Belangrijk voorbeeld van RDD:– Attributen worden uitsluitend door

eigen klasse aangepast (dus private)


Doelen



Koppeling

Criteria

RDD

Methodiek

Dependencies

• Soms is een klasse op een of andere manier afhankelijk van een andere klasse,

• Maar is er geen sprake van een associatie– De ene klasse ‘slaat een connectie op’ naar een

andere klasse om hiervan gebruik te maken• Er is dan sprake van een ‘afhankelijkheid’

ofwel dependency• Dependencies zijn een lichtere vorm van

koppeling dan associatie

Dependencies: Voorbeelden

De ene klasse is een nieuwere vorm van de andere

De ene klasse ‘maakt’ (new) de andere klasse, maar houdt

niet bij welke hij gemaakt heeft en gebruikt deze klassen

later ook niet meer

De ene klasse gebruikt de andere klasse als parameter,

maar houdt dit niet bij.

Dependency: UML Syntax

• Een dependency wordt weergegeven door een gestippelde pijl

• Als er geen tekst bij de pijl staat wordt aangenomen dat het << use >> is

• Een dependency is in de vorm van een stereotype: een standaard soort dependency– Syntax << naam >>

<< parameter >>

Dependencies: stereotypes

• Er zijn drie soorten stereotypes– Usage: de ene klasse gebruikt de andere klasse• Komt meeste voor

– Abstractie: de ene klasse heeft te maken met een andere klasse

– Permissie: de ene ‘eenheid’ staat gebruik toe aan een andere ‘eenheid’• Tussen packages, namespaces, etc.• Hier niet besproken

Dependencies: usage stereotypes

• << use >>: de ene gebruikt de andere op niet nader gespecificeerde wijze– Liever niet, tenzij lokale variabele

• << parameter >>: de ene klasse heeft de andere als parameter in een methode

• <<instantiate >> of << create >>: de ene klasse maakt een object van de andere

Dependencies: abstractie stereotypes

• << trace >>: beide klassen representeren hetzelfde concept, maar zitten in een verschillend model / verschillende fase

• << substitute >>: de ene klasse kan run-time de andere vervangen– Gebruiken als gewerkt wordt in talen zonder overerving

• << refine >>: de ene klasse is een verfijndere versie van een andere die soms wel, soms niet van toepassing is– Bijvoorbeeld verschillende klassen voor verschillende

optimalisaties

Eigenschappen van multipliciteit

• Soms wil je aan een *-multipliciteit een eigenschap toekennen– De lijst moet gesorteerd zijn– Elk element mag maar 1 keer voorkomen

• Zo’n eigenschap geef je aan dmv { eigenschap}– Ordered / unordered sortering– unique / nonunique uniciteit

Abstractie

• Soms wil je– Een simpele interface bieden naar andere

‘componenten’• Met minder methoden• Dit is goed voor de begrijpbaarheid

– Niet weten welke klasse een taak voor je daadwerkelijk gaat uitvoeren

• Oplossing: abstracte klasse

Abstractie

• Maar! Soms wil je– Verbieden dat de andere ‘componenten’ alle

functionaliteit kunnen gebruiken– Geen standaard implementatie

• En…– Soms is er geen natuurlijke ‘overerving’

• Oplossing: interface

Interface: UML Syntax• Een interface is een set aan methoden die

geïmplementeerd worden door andere klassen– Deze klassen kunnen sub-klassen zijn van een

andere klasse– Een interface heeft geen implementatie van

methoden– Een interface heeft geen attributen– Van een interface kunnen geen objecten

worden aangemaakt.– Een implementerende klasse moet alle

interface methoden implementeren• Een interface biedt functionaliteit aan

andere klassen door (nog niet bekende) klassen die hem implementeren

<< interface >>KoffieHaler

+ koffieHalen()

Student

- Code- cijferlijst

- koffieHalen()- Studeren- Tentamen maken

Directeur

+ leidingGeven()

gebruikt

* 1

Stippellijn

interface

Directeur weet niet (en interesseert ook niet) wie er koffie

haalt, ALS het maar gebeurt.De interface garandeert dit. Run-time kan in dit geval student de

klus uitvoeren

Student implementeert de verplichte methode

Voorbeeld toepassing interface

Gebruikers van de database kunnen zich beperken tot deze interface. De interne werking hoeven ze niet te weten en

mogen ze ook niet gebruiken

Voorbeeld toepassing interfaceeigen events (observer)

Een Facebook account genereert verschillende

‘gebeurtenissen’ (events). Verschillende klassen kunnen zich aanmelden om hierop te

reageren.

Klassen kunnen zichzelf aanmelden of verwijderen als

‘luisteraar’

Bij elke gebeurtenis roept het account notify aan.

Hierin wordt van elke luisteraar (in listeners) de methode

faceBookEvent aangeroepen. Deze bestaat, want al deze klassen implementeren de interface

Dit zijn de verschillende events

Het interesseert Account niet OF, HOEVEEL & WELKE Klassen

luisteren naar events. Hiervoor is een interface erg geschikt. Later

kunnen nu nog onbekende klassen ook luisteraar worden als ze de methode maar implementeren

NB: in het echt bestaat dit systeem natuurlijk niet. Al deze

dingen draaien dan op een verschillend apparaat. Het gaat

om het idee

Ontwerpen Klassendiagrammen. Case 1: Mario Wat zijn de objecten?

Documents

Transcript of Ontwerpen Klassendiagrammen. Case 1: Mario Wat zijn de objecten?